侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

量子保密通信发展现状:中国书写传奇 领先于世界

2016-01-22 10:00
安娜PARKER
关注

  

被认为与量子纠缠密切相关的宇宙虫洞想象图

  潘建伟(中)和他的研究团队

  星地间量子通信示意图

  在2015年国家科学技术奖励大会上,一支由中国科技大学的“70后”院士、“80后”教授组成的“青春战队”格外引人注目。他们在中科院院士潘建伟带领下,凭借“多光子纠缠和干涉度量学”,奋力摘得国家自然科学一等奖。 他们所研究的光子,是量子的一种。

  量子是一个能量的最小单位,所有微观粒子如分子、原子、电子、光子等都是量子的一种表现形态。我们看到的光,就是由数以万亿计的光量子组成的。 研究量子有什么用?用处很多,比如:利用量子纠缠,我们的通信将能实现绝对安全,让“棱镜门”等泄密事件从此作古;若制造出 100 个粒子纠缠的量子计算机,其计算速度将比目前最快的超级计算机“天河二号”还快百亿亿倍。更神奇的是,利用量子隐形传态,未来人类往返世界各地,甚至进行星际旅行,需要的时间也仅仅是“嗖”的一下。

  事实上,中国的量子通信技术已达到世界顶尖水平,领先欧美国家。今年,世界上第一条量子通信保密干线“京沪干线”将开通。同时,由中国科学家自主研发的世界首颗“量子科学实验卫星”也发射在即。潘建伟在接受采访时表示,我国正以这两大工程构建一个天地一体化的量子通信网络雏形,最终目标是建立一个覆盖全国甚至覆盖全球的广域量子保密通讯网络。

  猫如何既是死的又是活的?

  要说清楚量子通信的宏伟蓝图,我们还得从量子力学讲起。这是一个与牛顿力学等经典力学差异很大的物理学分支,被誉为迄今为止描述微观世界最准确的理论。

  量子是什么?通俗地解释就是把能量等物理量一份份往下分,分到无法再分的小块儿,这个小块就是量子。如氢原子中电子的能量只能取一个基本值——-13.6电子伏特或者其 1/4、1/9、1/16、1/25 等,而不能取其 2 倍或 1/2、1/3。这就好比上台阶,只能上一个台阶,而不能上半个。

  量子力学和经典力学的根本区别在于确定性问题。与我们常识里的事物具有确定的位置相反,量子力学中的粒子状态是不确定的,而且是一种客观真实的状态。这种状态有两个基本原理。

  一个是量子态叠加原理。根据量子力学理论,物质在微观尺度上存在两种完全相反状态并存的奇特状况。如何来证明这种原理呢?奥地利物理学家薛定谔在1935年提出的“薛定谔猫”佯谬提供了一种思路。

  “薛定谔猫”佯谬假设了这样一种情况:将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。

1  2  3  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号